CN101528549B

CN101528549B - 填充喷嘴

Info

Publication number: CN101528549B
Application number: CN2007800398337A
Authority: CN
Inventors: 中森启太; 森田佳之
Original assignee: Toyo Seikan Kaisha Ltd
Current assignee: Toyo Seikan Group Holdings Ltd
Priority date: 2006-10-27
Filing date: 2007-10-24
Publication date: 2011-03-23
Anticipated expiration: 2027-10-24
Also published as: KR101314567B1; EP2078678A1; EP2078678A4; JP2008105737A; KR20090071655A; EP2078678B1; US7958910B2; CN101528549A; WO2008053763A1; JP4867577B2; US20100024910A1

Abstract

一种填充喷嘴，其具有良好的液流矫正效果并且能够形成具有圆形截面的稳定液流。在填充喷嘴中，用于矫正液流的液流矫正件设置在中空的喷嘴本体(2)内，具有多个贯穿其中而形成以使液体流过的细孔(5)的液流矫正板(3)用作液流矫正件，并且发散倒角部(7)形成在液流矫正板(3)的出口侧表面(6)上的每个细孔(5)出口的开口边缘上，该发散倒角部作为导流装置，用于将从相邻的各个细孔(5)中流出的细液流沿使它们相互接触的方向引导。

Description

填充喷嘴

技术领域

本发明涉及一种用于将饮用液体填充到诸如容器中的液体填充装置的注入阀(filler valve)的填充喷嘴(filling nozzle)。

背景技术

关于用于这种非接触式液体填充装置的注入阀的传统填充喷嘴，它们已经为人们所知，在第一和第二专利文件中对其进行描述。在这些文件中描述的填充喷嘴的结构如下所述。即，将具有贯穿其中形成的大量细孔的液流矫正板(flow straightening plate)以及一个或多个网状物嵌入中空的喷嘴本体内，作为用来对流过喷嘴本体而注入的液流进行矫正的液流矫正件，从而通过其中的缓冲或阻尼作用达到矫正所填充内容物(content)液流的效果，并且同时，当停止填充液体时，网状物的网状结构因液体的表面张力而将液体保持住，因此防止液体滴落。

然而，在即将填充或注入的液体的内容物中含有高粘度和纤维材料的情况下，这些粘性和纤维材料堵塞网状物而不适于填充或注入。如果网状物的网孔尺寸制作得更大些则/可以防止堵塞，但在停止填充或者注入液体时不可能防止液体滴落。

因此，考虑通过将液流矫正板内细孔的尺寸调整到允许粘性材料和纤维材料穿过这些孔的程度、并且同时将每个细孔的长度增大到一定程度，以解决液体滴落的问题。然而，采用传统的液流矫正板会产生这样的问题，即，从这些细孔的出口流出的液体变成单独的液流以簇射方式流出，从而使周围的空气混入液流中，结果不能获得稳定的液流。如果增大细孔的密度，则从细孔中流出的单独的液流将能够汇聚，但是细孔的密度的增大也是有限制的。

第一专利文件

日本专利申请公开号2003-205911

第二专利文件

日本专利申请公开号2004-182245

发明内容

本发明旨在解决上述现有技术中存在的问题，并且其主要目的在于提供一种填充喷嘴，在该喷嘴中的流道不易堵塞，能够形成稳定的液流，而且当液流停止时液体不会从其尖端滴落。

为了达到上述目的，如权利要求1所述的本发明，其特征在于，在填充喷嘴中，用于对注入通过喷嘴本体内部的液流进行矫正的液流矫正件设置在中空的喷嘴本体内，所述液流矫正件由液流矫正板构成，该液流矫正板具有多个贯穿其中而形成以使液体流过的细孔，并且在所述液流矫正板的出口侧的表面上形成有导流装置(guide means)，用于将从相邻的各个细孔中流出的细液流沿使它们相互接触的方向引导。

如权利要求2所述的本发明，其特征在于，液流矫正板的出口侧的表面形状是这样的：其中心部比其外围部更向下游侧突出。

如权利要求3所述的本发明，其特征在于，导流装置包括形成在每个细孔的出口处的发散倒角部(divergent chamfered portion)。

如权利要求4所述的本发明，其特征在于，导流装置包括将各个细孔的出口相互连接的周向槽。

如权利要求5所述的本发明，其特征在于，导流装置包括将各个细孔的出口相互连接的径向槽。

根据权利要求1所述的本发明，通过将具有多个细孔的液流矫正板用作液流矫正件，即使将每个细孔的尺寸设定成能够允许纤维材料穿过的尺寸，通过增大每个细孔的长度可以防止液体滴落。

另外，由于在液流矫正板的出口侧的表面上形成有导流装置，从各个相邻的细孔中单独注入的液流能够以可靠的方式在液流矫正板的出口侧表面上相互接触，从而使通过细孔调整的液体能够在没有气体混入的情况下稳定地流出。

根据权利要求2所述的本发明，液流矫正板表面的形状是这样的，即其中心部比其外围部更向下游侧突出。采用这样的结构，在液流矫正板出口侧表面上相互接触的液流能够汇集到其中心部以形成稳定的液流。

根据权利要求3所述的本发明，由于将其构造成在每个细孔的出口处形成倒角部作为导流装置，可以通过非常简单的结构来调整液体的流动。

根据权利要求4或5所述的本发明，通过采用周向槽或径向槽作为导流装置，可通过简便的方式制造填充喷嘴。

附图说明

图1(A)是根据本发明第一实施例的填充喷嘴的示意性截面图，而图1(B)是示出了应用有该填充喷嘴的填充装置的管路结构的示意图。

图2示出了图1中的填充喷嘴的液流矫正板，其中，该图中的(A)是其透视图；图中的(B)是其仰视图；图中的(C)是示出了出口侧表面上的细孔出口在倒角前的状态的放大半垂直截面图；以及图中的(D)是与图中的(C)类似的在倒角后的半垂直截面图。

图3示出了本发明第一实施例的液流矫正板的变型，其中，图中的(A)是示出了在倒角前该液流矫正板的局部为截面的前视图；图中的(B)是与图中的(A)类似的倒角后的半垂直截面图；以及图中的(C)是示出了该图中的(A)的进口侧端面形状的变型的局部剖前视图。

图4中的(A)和(B)示出了根据本发明第二实施例的填充喷嘴，其中，(A)是其透视图；而(B)是其仰视图。图4中的(C)和(D)示出了根据本发明第三实施例的填充喷嘴，其中(C)是其透视图；而(D)是其仰视图。

附图标号说明

1 填充喷嘴 2 喷嘴本体

3 液流矫正板 21 环状凸出部

4 接合凸缘 5 细孔

6 出口侧表面 7 倒角部(导流装置)

8，81 进口侧端面 100 注入阀

207 周向槽(导流装置) 307 径向槽(导流装置)

371 半径槽 372 V型槽

具体实施方式

在下文中，将基于在附图中示出的实施例描述本发明。

实施例1

图1示出了根据本发明第一实施例的填充喷嘴。

填充喷嘴1用于未示出的非接触式液体填充装置的注入阀，并且设置在注入阀100的下游侧，如图1(B)中所示。

填充喷嘴1的结构是这样的：构成用来矫正液流的液流矫正件的液流矫正板3被设置在中空的喷嘴本体2的内部，该喷嘴本体构成将被填充的液体的管道。

液流矫正板3为厚的盘形件的形式，其具有用于使液体从中流过的大量细孔5，并且以封闭或覆盖喷嘴本体2末端的开口部的方式而设置。喷嘴本体2具有形成在其末端开口部中的向内凸出的环状凸出部21，而液流矫正板3具有形成在其外圆周上的用于与该环状凸出部21接合的接合凸缘4。该接合凸缘4设置在液体流动方向上的上游端，且适于与环状凸出部21的内圆周接合。

如图2(A)和图2(B)所示，每个细孔5都具有圆形截面，并具有允许即将填充的液体中的粘性材料或纤维材料穿过的尺寸或直径，还具有由液体表面张力来防止液体滴落的长度。设置这些细孔5以使它们从液流矫正板的中心以同心圆的方式设置，相邻的细孔5之间的距离尽可能布置为彼此相等。

如图2(C)和图2(D)所示，这些细孔5相对于液流矫正板3的中心轴线M平行形成，而且在液流矫正板3的出口侧表面6上的每个细孔5的出口的开口边缘上形成有发散倒角部7，该发散倒角部作为导流装置，用来将从相邻的各个细孔中流出液体的细流沿使它们相互接触的方向引导。

另外，液流矫正板3的出口侧表面6是球形的，其中心部比其外围部更向下游侧突出，其出口侧表面的倾斜度随距中心距离的增大而逐渐增大。另一方面，如图2(C)中所示，通过沿着每个细孔5的中心轴线N的方向移动倒角工具的末端110进行倒角，构造出或者形成了每个细孔5的倒角部7，并且通过出口侧表面6的倾斜度的增大，使得在液流矫正板3中心侧比其外围侧的倒角量更大。每个倒角部7的角度θ均与倒角工具的末端110的角度相对应，且优选地在90°到120°范围内。

另外，以这样的方式构造彼此相邻的细孔5的倒角部7：即它们彼此重叠而使在相邻的细孔5之间不会存留液流矫正板3的出口侧表面6。然而，也可将各个倒角部7构造成彼此靠近而不重叠。

此处，应当注意，液流矫正板3的出口侧表面6的形状不限于球形，而可以是诸如阶梯形或锥形。简而言之，只需以这样的方式形成出口侧表面6：即其中心侧比外围侧突出的更多。

另一方面，液流矫正板3的进口侧端面8是与液体流动方向垂直的平面。因此，这些细孔5的长度被设计成朝向中心部而增大。结果是可以使液体流速在径向方向上均一，因此可能在宽的流量范围内获得液流矫正效果。

根据该实施例的填充喷嘴，其被构造成通过具有预定长度的细孔5的液流矫正板3来调整液流。采用这样的结构，可通过选择细孔5的尺寸来防止由于纤维材料等而导致的细孔5堵塞。而且，当停止填充液体时，在液体表面张力的作用下液体能够保留在细孔5中。

虽然取决于所使用液体的种类，如果每个细孔5的直径都在约1-3mm内且其长度L在约2-20mm的范围内，则液体中的纤维材料和粘性材料可穿过这些细孔，并且同时，当液体流动停止时，可以由液体表面张力而获得抑制液体滴落的效果。另外，即使在喷嘴中产生负压来防止液体滴落的情况下，如果每个细孔5的长度L都在约2-20mm的范围内，液体会保留在细孔5中，因此可以防止喷嘴外的周围空气进入喷嘴中，因此使防止气体或空气混入液体中成为可能。

从各个相邻的细孔5中单独注入的液流通过形成在这些细孔5出口侧的发散倒角部7传输，由此它们被迫在出口侧表面6上彼此接触而汇聚成厚的或者大的圆形截面的液流，然后该液流以没有空气混入的稳定的方式流出。

具体地说，液流矫正板3的表面形状是球形的，其中心部比外围部更向下游侧突出，因此，在液流矫正板3的出口侧表面6上彼此接触的液流汇聚到其中心部而形成圆形截面的稳定液流。如此汇聚的液流的厚度被挤压得比喷嘴本体2的流道截面细得多。

另外，将这些细孔5的长度设计成朝向中心部而增大，从而可以使液体流速在径向方向上均一，因而使得在宽的流量范围内获得液流矫正效果成为可能。

当使三种不同粘度的液体，即水、番茄汁(300[m·Pa·s])、以及玉米浓汤(700[m·Pa·s])以100ml/s的流量流动时，可获得稳定的液流而没有任何液体的扰动。流量在约10-300[ml/s]的宽范围内是有效的。

虽然在上述实施例中，将这些细孔5形成为与液流矫正板3的中心轴线M相平行，也可以将这些细孔构造成使每个细孔5的中心轴线N在从其进口到其出口的方向上相对于液流矫正板3的中心轴线M朝向液流矫正板的中心倾斜，如图3中的(A)和(B)所示。采用这种结构(结合出口侧表面6的球形)，从各个细孔5中流出的液流变得更易于向中心汇聚。

另外，如图3(C)所示，进口侧端面81的形状可以设计为这样的方式：即其中心部比其外围部更向上游侧突出。在图示实例中，进口侧端面变成中心部为顶点的锥形。如果这样设计，结合液流矫正板在其出口侧的球形，中心部的细孔5的长度与外围部的细孔5的长度之间的差异变得更大，从而有可能在更大程度上减小流过中心部的液体的流速。因此对于更宽的流量范围是有效的。进口侧端面81的形状不限于锥形，而可以是阶梯状，或者类似于出口侧形状的球形。

当然，进口侧端面的这种形状可应用到如图1和图2所示的具有相互平行设置的细孔5的液流矫正板3上。

下面将描述本发明的其他实施例。

在以下描述中，将只重点描述与上述第一实施例的不同之处，相同的部件用相同的附图标号标示，同时省略对相同部件的说明。

实施例2

图4中的(A)和(B)示出了根据本发明第二实施例的填充喷嘴。

在该第二实施例中，在液流矫正板3的球形出口侧表面6上形成将各个细孔4的出口相互连接的周向槽207，以作为导流装置。各个细孔4被设置在同心圆上，并且相邻的周向槽207之间形成预定的间距。

实施例3

图4中的(C)和(D)示出了根据本发明第三实施例的填充喷嘴。

在该第三实施例中，在液流矫正板3的球形出口侧表面6上形成将各个细孔4的出口以径向方式相互连接的径向槽307，以作为导流装置。

径向槽307包括被设置成穿过液流矫正板3中心的半径槽371、和设置在半径槽371之间并与径向槽307平行的V形槽372。

此处，应当注意的是，导流装置不限于上述各个实施例中的导流装置，而可替代地可将其构造成诸如使得上述第一实施例的倒角部7、第二实施例的周向槽207、以及第三实施例的径向槽307中的任意项以适当方式相互结合。或者，导流装置可以包括以螺旋或蜗旋方式将各个细孔的出口相互连接的槽。简而言之，仅需将导流装置构造成将从相邻的细孔中流出的液流沿使它们相互接触的方向引导。

Claims

1.一种填充喷嘴，在该填充喷嘴中，用于对注入通过喷嘴本体内部的液流进行矫正的液流矫正件以封闭或覆盖喷嘴本体末端的开口部的方式设置在中空的喷嘴本体内，其特征在于：

所述液流矫正件由液流矫正板构成，所述液流矫正板具有多个贯穿其中而形成以使液体流过的细孔，并且在所述液流矫正板的出口侧的表面上形成有导流装置，用于将从相邻的各个细孔中流出的细液流沿使它们相互接触的方向引导。

2.根据权利要求1所述的填充喷嘴，其特征在于，所述液流矫正板的出口侧的表面形状是这样的：其中心部比其外围部更向下游侧突出。

3.根据权利要求1所述的填充喷嘴，其特征在于，所述导流装置包括形成在每个细孔的出口处的发散倒角部。

4.根据权利要求1所述的填充喷嘴，其特征在于，所述导流装置包括将各个细孔的出口相互连接的周向槽。

5.根据权利要求1所述的填充喷嘴，其特征在于，所述导流装置包括将各个细孔的出口相互连接的径向槽。